Experimental study of the bond performance in fibre reinforced polymer prestressed concrete
El proyecto de investigación Straduravius, financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación de España, estudia la aplicación de materiales de construcción avanzados en estructuras de hormigón de altas prestaciones. Las barras de fibras reforzadas con polímeros (FRP) ofrecen una alternativa prome...
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| Tipo de recurso: | tesis de maestría |
| Fecha de publicación: | 2022 |
| País: | España |
| Institución: | Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) |
| Repositorio: | UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPC |
| Idioma: | inglés |
| OAI Identifier: | oai:upcommons.upc.edu:2117/365879 |
| Acceso en línea: | https://hdl.handle.net/2117/365879 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Reinforced concrete construction Prestressed concrete Tendons (Prestressed concrete) FRP prestressed concrete bond ACI 440.4R-04 ECADA Construcció en formigó armat amb fibres Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria civil::Materials i estructures::Materials i estructures de formigó |
| Sumario: | El proyecto de investigación Straduravius, financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación de España, estudia la aplicación de materiales de construcción avanzados en estructuras de hormigón de altas prestaciones. Las barras de fibras reforzadas con polímeros (FRP) ofrecen una alternativa prometedora a los tendones de acero en hormigón pretensado. Sus ventajas son, una alta durabilidad y resistencia a la tracción, manteniendo un módulo de elasticidad comparablemente alto. La adherencia entre armadura y hormigón, en hormigón pretensado depende considerablemente del fenómeno llamado efecto Hoyer. Esto se debe a la expansión lateral del material cuando se somete a carga, produciendo que el diámetro de los tendones pretensados aumente y las propiedades de unión mejoren. Por el contrario esto limita el diseño, por lo tanto una comprensión fundamental del sistema de adherencia es vital para un diseño seguro. Esta tesis se fundamenta en una revisión bibliográfica exhaustiva, donde se resumen los hallazgos y fórmulas para calcular la longitud de anclaje de los tendones de FRP. Sigue la directriz de la normativa 440.4R-04 del American Concrete Institute (ACI) para pruebas de materiales FRP, mediante ensayos de tracción y extracción de la barra. Se determinaron las características del material y se definió un comportamiento sobre la adherencia. Esto con base en la prueba del prisma ECADA, que cuantifica la transferencia y la longitud de la unión por flexión de los tendones de FRP. El estudio experimental se ejecuta con barras de alta resistencia CFRP Carbopree®, barras GFRP Glasspree® FL E46 y un nuevo tipo de barra de fibra de vidrio con una resina termoplástica (TGFRP). El comportamiento elástico-lineal del material y su falla frágil se verificó por los ensayos de tracción. El módulo de elasticidad medido es superior a los definidos por el fabricante. Las demás características del material no pudieron verificarse, pero todas excedían el valor de diseño del 60 % del valor final. Se concluyó que el comportamiento de adherencia de las barras de fibra es mejor comparado con los tendones de acero, ya que la tensión de adherencia media permanece casi constante después de alcanzar su valor máximo. Se observaron fallas de anclaje debido a una presión lateral insuficiente que provocaron el deslizamiento de la barra. Cabe mencionar, que debido a una presión lateral excesiva, se produjo un fallo por fragilidad ligado a la ruptura de la fibra. En consecuencia, se deben determinar los estándares de prueba y mejorar el desarrollo del dispositivo de anclaje provisto para cada tipo de barra. La barra TGFRP no es aplicable como refuerzo porque se observó picos de tensión en la prueba de adherencia, producido por las muescas en espiral y en la prueba ECADA la barra deslizó en el anclaje por su acabado liso superficial. Sin embargo el CFRP y el GFRP son alternativas adecuadas para sustituir a los tendones de acero pretensado. |
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